Gestão da poluição 1

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GESTÃO DA POLUIÇÃO (ATMOSFÉRICA, 
SOLO E SONORA)
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA
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Olá!
O ar é um elemento essencial para o ser humano, do qual não se pode prescindir por mais de poucos minutos.
Por exemplo, como fonte de oxigênio (O2) para troca térmica e como fonte de gases de respiração, utilizamos,
principalmente, o gás carbônico, a transpiração, os gases corporais em geral e os gases e partículas de nossas
atividades diárias, como o cozimento de alimentos ou o tabagismo.
Cerca de 30 mil litros de ar passam, por dia, pelos pulmões de uma pessoa adulta (ASSUNÇÃO, 2009). Esse ar,
que atinge as partes mais profundas do aparelho respiratório, entra em contato direto com os alvéolos
pulmonares, cuja superfície é muito extensa. Caso fosse possível abrir cada alvéolo e colocá-los lado a lado,
teríamos uma área de, aproximadamente, 95 m2, ou seja, a área útil de um apartamento de tamanho médio.
De acordo com Assunção (2009), por meio dos alvéolos, o ar entra em contato com a corrente sanguínea,
fornecendo oxigênio necessário à vida humana. Esse oxigênio é provido pela atmosfera.
Que tal conhecermos um pouco mais sobre essa importante característica física da Terra que nos mantém vivos?
Vamos lá?
Ao final desta aula, o aluno será capaz de:
1- Reconhecer as principais características da atmosfera;
2- Identificar a composição química da atmosfera;
3- Compreender os ciclos biogeoquímicos dos principais 
componentes da atmosfera.
1 Formação e Constituição da Atmosfera
Em sua história, a atmosfera teve três momentos que influenciaram sua formação e constituição:
• primeiro foi o período que antecedeu o aparecimento da vida sobre a Terra.
• segundo foi o surgimento da vida na forma de seres autotróficos e heterotróficos.
• terceiro momento, que se estende aos dias de hoje, é o aparecimento do ser humano com suas máquinas 
e seus inventos (LENZI; FAVERO, 2009).
A partir dessa afirmação, percebemos que o homem é fator primordial na dinâmica da atmosfera. Mas você pode-
se questionar: o que é atmosfera ?
Vamos conhecer mais detalhes desse conceito?
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2 Conceito de Atmosfera
A atmosfera – palco dos eventos meteorológicos – pode ser descrita como uma camada fina de gases sem cheiro,
sem cor e sem gosto, que envolve e acompanha a Terra em todos os seus movimentos.
Essa camada é composta de gases que se encontram junto à superfície terrestre e que se tornam rarefeitos,
desaparecendo com a altitude.
A atmosfera alcança uma altitude (espessura) de cerca de 800 km a 1.000 km, e liga-se à Terra pela força da
gravidade.
De acordo com Ayoade (2003 apud TORRES; MACHADO, 2011), a atmosfera caracteriza-se por apresentar uma
espessura menor na região equatorial e maior sobre os polos, em razão da forma caracteristica do planeta
(geoide).
De acordo com Soares e Batista (2004) , a atmosfera é constituída por uma combinação de diversos gases, como
o nitrogênio, o oxigênio, os chamados gases raros (argônio, neônio, criptônio e xenônio), o dióxido de carbono, o
ozônio, o vapor d’água, o hélio, o metano, o hidrogênio, etc.
Além desses gases, há, na atmosfera, partículas de pó, cinzas vulcânicas, fumaça, matéria orgânica e resíduos
industriais em suspensão, os quais são denominados aerossóis.
De acordo com Vianello e Alves (1991), o termo é usualmente reservado para particulas materiais,aerossóis
exceto água e gelo.
Os aerossóis são importantes na atmosfera como núcleos de condensação e de cristalização, como absorvedores
e dispersores de radiação e como participantes de vários ciclos químicos.
Ayoade (2003 apud TORRES; MACHADO, 2011) destaca que os aerossóis produzidos pelo homem são
considerados, atualmente, como responsáveis por 30% dos aerossóis contidos na atmosfera.
Saiba mais
A origem da palavra atmosfera vem do grego e esta diretamente relacionada a sua composição.
Desmembrando o termo, tem-se: atmos = gas + sfera = esfera.
Disponivel em: http://professoradegeografia. blogspot.com/2008/09/atmosfera-atmosfera.
html.
Acesso em: 30 jan. 2012.
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Contudo, destacam-se, especialmente nas camadas mais baixas, o nitrogênio (N2) e o oxigênio (O2), embora os
demais gases desempenhem importante papel no balanço atmosférico, pois absorvem, refletem ou difundem
tanto a radiação solar quanto a reirradiação terrestre.
A quantidade de moléculas dos elementos varia de acordo com a altitude, visto que, pela força da gravidade, os
elementos mais densos tendem a ficarem mais próximos da superfície (TORRES; MACHADO, 2011).
3 Camadas da Atmosfera
Segundo Dominguez (1979 apud TORRES; MACHADO, 2011), a composição e as condições físicas da atmosfera
não são uniformes em toda sua espessura, mas variam de modo acentuado. Sendo assim, a atmosfera divide-se
em diversas camadas ou estratos superpostos.
De acordo com Ayoade (2003 apud TORRES; MACHADO, 2011), evidências provenientes de radiossondas,
foguetes e satélites indicam que a atmosfera está estruturada em três camadas relativamente quentes, separadas
por duas camadas relativamente frias com camadas de transição entre as cinco principais, denominadas pausas.
Várias camadas foram reconhecidas dentro da atmosfera, mas, até agora, não há consenso sobre sua
terminologia e quantidade.
De acordo com Torres e Machado (2011), as camadas reconhecidas são:
· Troposfera;
· Estratosfera;
· Mesosfera;
· Termosfera;
· Exosfera.
Vamos conhecê-las?
(1ª camada): Troposfera
A troposfera é a camada mais baixa da atmosfera, que se estende até mais ou menos 12 km. Essa extensão ocorre
a partir da superfície até a altura de 14/16 km nas zonas equatoriais e até 8/10 km nas zonas polares.
Nas zonas polares, as baixas temperaturas promovem a contracao dos componentes atmosféricos.
Na troposfera, ocorre a maior parte dos meteoros, ou seja, fenômenos que podem ser aéreos ou mecânicos
(ventos), acústicos (trovão), aquosos (chuva), óticos (arco-íris) ou elétricos (raios).
A troposfera contém cerca de 75% e a quase totalidade do vapor d’água e dos aerossóis.
Segundo Soares e Batista (2004) , na troposfera, a temperatura diminui a uma taxa média de 0,6º C a cada 100 m.
O limite superior da troposfera – denominado tropopausa – corresponde às zonas de temperaturas mais baixas.
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Nota-se que sua composição em altitude varia da mesma maneira que os limites da troposfera, sendo mais alta
na região do Equador e mais baixa nas regiões polares.
Sendo a tropopausa mais baixa nos polos, sua temperatura diminui, em média, somente até -33° C, ao passo que
no Equador, a temperatura vai até -63° C. (DOMINGUEZ, 1979 apud TORRES; MACHADO, 2011). 
(2ª camada): Estratosfera
A estratosfera estende-se da tropopausa até cerca de 50 km. Nessa camada, a temperatura aumenta com a
altitude, chegando a 17º C na estratopausa.
Alguns autores, como Ross (1995), mencionam que, na camada de ozônio, a temperatura chega a 50º C, em
virtude da absorção da radiação ultravioleta do sol pelo ozônio (O3), que a transforma em energia térmica.
O ozônio é encontrado em concentrações variáveis dentro dessa camada nas altitudes entre 20 e 50 km, com
forte concentração por volta dos 25 km de altitude.
Por conseguinte, a estratosfera possui, em suas camadas superiores, uma fonte de calor, em contraste com a
troposfera, que é aquecida, principalmente, por baixo.
Em geral, a temperatura da camada permanece constante até os 25 km e vai aumentando, de forma lenta, até os
32 km. Depois disso, a temperatura começa a aumentar rapidamente (RETALLACK, 1977) .
(3ª camada): Mesosfera
A mesosfera é a camada da atmosfera que se estende da estratopausa até cerca de 80 km de altitude,
apresentando queda de temperatura de -3,5º C por Km.
Em seu limite superior (mesopausa), observa-se a temperatura mais baixa da atmosfera (cerca de -90º C).
No que se refere à sua composição, a mesosfera contém uma pequena parte de ozônio e vapores de sódio, os
quais desempenham um importante papel nos fenômenos luminosos da atmosfera, como as auroras, por
exemplo (DOMINGUEZ,1979 apud TORRES; MACHADO, 2011).
(4ª camada): Termosfera
A termosfera estende-se da mesopausa até cerca de 500 km de altitude e é bastante rarefeita. Aqui, a atmosfera é
muito afetada pelos raios X e pela radiação ultravioleta, o que provoca ionização ou carregamento elétrico.
As camadas inferiores da Ionosfera desempenham um papel muito importante nas transmissões de rádio e
televisão, já que refletem ondas de diversos comprimentos emitidas pela Terra, o que possibilita sua captação
pelas emissoras.
O limite superior da termosfera denomina-se termopausa.
(5ª camada): Exosfera
A exosfera estende-se da termopausa até uns 800 a 1.000 km de altitude. Nessa camada, predominam os átomos
de hidrogénio e hélio (atomos mais leves).
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Na exosfera, a atmosfera vai-se rarefazendo, tendendo ao vacuo. Nessa camada, a densidade atmosférica é igual à
do gás interespacial que a circunda.
Além disso, na exosfera, ocorrem elevadissimas temperaturas e grande incidéncia de poeira cósmica.
4 Representação das Camadas da Atmosfera
ATENÇÃO!
Convencionalmente, estabeleceu-se o limite superior da atmosfera a uma altura aproximada de 1.000 km sobre o
nível médio do mar.
Entretanto, a maioria dos cientistas prefere considerar que o ar atmosférico chega a confundir-se com os gases
raros e com a poeira do espaço interplanetário.
Nesse caso, não existe um limite preciso entre a atmosfera e esse espaço (RETALLACK, 1977, p. 13).
Veja abaixo a imagem das camadas da atnosfera terrestre.
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5 Pressão Atmosférica
Um aspecto físico e importante da atmosfera é a pressão atmosférica!
Segundo Lenzi e Favero (2009), a pressão, como uma grandeza física, é a força (ou o esforço) uniforme e normal
(perpendicular) exercido na unidade de superfície.
Sendo assim, a pressão atmosférica pode ser representada da seguinte forma:
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Em termos de atmosfera, define-se pressão atmosférica como o peso do ar – isto é, a massa do ar (m) sob a ação
da gravidade (γ) – exercido verticalmente sobre a superfície de um corpo.
O peso do ar depende de sua massa específica; essa massa, por sua vez, depende da altura em relação ao nível do
mar.
Dessa forma, no nível do mar, tem-se um valor máximo da pressão atmosférica, cuja unidade foi denominada
atmosfera e simbolizada por atm. Portanto, no nível do mar, o valor da pressão atmosférica é igual a 1 atm.
Exemplo da pressão atmosférica
Para entendermos melhor a pressão e a circulação atmosférica, vamos assistir ao vídeo sobre movimentos na
atmosfera, disponível em:
http://www.youtube.com/watch?v=P5AOOO_6Iv4&feature=related
6 Transformações da Natureza
A natureza é dinâmica e nos mais variados aspectos, encontra-se em permanentes transformações. Os
promotores dessas transformações são diversos:
· Alguns dependem de fatores internos – isto é, da própria estrutura –, dentre os quais destacamos: os
desequilíbrios físicos, químicos e biológicos, que tendem a um estado de equilíbrio.
· Outros, também naturais, são de ordem externa, como, por exemplo, a radiação solar, as interações
gravitacionais etc.
· Um terceiro promotor dessas transformações, que, até pouco tempo, era inexpressivo, é a atividade antrópica: a
ação do homem. (LENZI; FAVERO, 2009)
Lavoisier (1743-1790) – pai da química moderna em seus experimentos e em suas observações – concluiu: “Na
natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.
Você verá, a seguir, no que resultaram tais transformações!
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7 Ciclos biogeoquímicos dos componentes da atmosfera
Segundo Lenzi e Favero (2009), há uma conservação do material envolvido nos processos físicos, químicos e
biológicos, o qual passa de um lado para outro, de uma forma para outra, podendo retornar a seu estado inicial.
A atmosfera está envolvida nesses processos. Desse envolvimento, surgiram os ciclos biogeoquímicos.
Os ciclos biogeoquímicos ou as etapas de sua ocorrência são influenciados pela ação antrópica e apresentam
características diferenciadas das que prescindem do homem.
A atmosfera (um dos componentes da natureza) faz parte desses ciclos, pelos quais todos os elementos passam
(LENZI; FAVERO, 2009).
A seguir, você verá os ciclos biogeoquímicos dos principais componentes da atmosfera: nitrogênio, oxigênio,
carbono e água.
As informações foram alteradas de Lenzi e Favero (2009), Dajoz (2005) e Braga et al (2005).
Vamos começar?
8 O ciclo do carbono
Assim como para todos os ciclos biogeoquímicos estudados no âmbito do conjunto da biosfera, a determinação
da importância dos reservatórios e dos fluxos de carbono é difícil, e os valores apresentados mudam conforme
os autores.
O ciclo do carbono é complicado pelas diversas modificações consideráveis que ocorreram entre a época pré-
industrial e a atual.
Na atmosfera, o elemento carbono pode ser encontrado em 
diferentes formas, tais como:
Gás monóxido de carbono (CO);
Gás carbônico (CO2);
Gás metano (CH4);
Derivados clorofluorcarbonos (CFCs);
Hidrocarbonetos (HC).
Além da atmosfera, o carbono é encontrado em diversos reservatórios.
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O solo contém de 1.050 a 3.000 Gt. Os combustíveis fósseis representam 10.000 Gt e os sedimentos, 20 milhões
de Gt.
O oceano contém 35.000 Gt de carbono sob a forma de carbonatos dissolvidos. Na atmosfera, o carbono
apresenta-se em torno de 750 Gt sob a forma de CO2.
A partir do último século, a origem antrópica desses gases começou a ter uma presença significativa na
atmosfera e a provocar fenômenos ambientais inclusive de natureza global, como o efeito estufa, o buraco de
ozônio, o smog fotoquímico, entre outros.
Aproximadamente 0,035% ou 350 ppm em volume do ar seco é constituído de gás carbônico. Sua origem é
biogênica e, ao mesmo tempo, antrópica.
O gás carbônico não apresenta caráter poluente, mas, juntamente com a água da atmosfera, é um dos grandes
responsáveis pelo efeito estufa, que, nos últimos anos, interferiu substancialmente na temperatura global da
Terra.
9 O ciclo do oxigênio
O oxigênio gasoso (O2) não existia na atmosfera primitiva, mas aparecia sob a forma de gases oxigenados (como
SO2 e NO), particulados oxigenados suspensos na atmosfera, etc.
O oxigênio começou a existir na atmosfera no momento em que surgiram os seres autotróficos, que o liberaram
na forma gasosa, conforme a seguinte reação:
CO2 (gás carbônico) + H20 (agua) luz, nutrientes, organismos autotréficos CH20 (biomassa) + O2 (gás oxigénio)
Ao longo de milhões de anos, o gás oxigênio alcançou, na atmosfera, a abundância de 21% em volume de ar seco.
Quando encontrado sob a forma de gás carbônico (CO2), o carbono da atmosfera é utilizado pelos organismos
fotossintetizantes como matéria-prima para sintetizar compostos orgânicos como carbono e outros elementos
químicos retirados de outras fontes.
A reação de fotossíntese mostra esse processo de transferência do carbono de sua fase inorgânica na atmosfera 
(CO2) para sua fase orgânica na composição de glicose (C6H12O6). Veja:
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Sendo assim, podemos destacar dois pontos importantes:
• O processo de fotossíntese é responsável pela transferência do carbono para sua forma orgânica, ou seja, a
síntese de matéria orgânica que irá formar os seres vivos;
• A glicose armazena, na forma química, a energia proveniente do sol, formando a base de energia que será
consumida ao longo da cadeia trófica. Cada nível que evoluir servirá como energia vital para as espécies vivas.
Esse consumo de energia sob a forma de C6H1206 é realizado para que os seres vivos possam realizar suas
funções:
O processo de respiração (um conjunto de reações químicas que são inversas às reações de fotossíntese).
Dessa maneira, o carbono orgânico (sob a forma de glicose) é transferido novamente para sua fase inorgânica
como gás carbônico. Veja como ocorre esse processo:
Ambos os processos quimicos complementam-se na forma de um ciclo de carbono e oxigênio, sendo
transportados por diversos sistemas naturais do planeta.
Compartimento aquático nos processos químicos do gás carbônico e dooxigênio
O compartimento ambiental aquático também participa dos processos químicos do gás carbônico e do oxigênio,
a partir de reações reversíveis, absorvendo o CO atmosférico que reage quimicamente com a água, dando origem
ao acido carbônico (H2CO3).
Esse ácido, por sua vez, continua a cadeia de reações químicas e dissocia-se em íon hidrogênio (H+) e íon
bicarbonato (HCO3-).
A partir dessa interação entre o CO2 atmosférico e o compartimento aquático, observa-se a maior quantidade de
absorção de carbono excedente nesse ambiente, o que determina seu papel fundamental no equilibrio desse ciclo.
Ciclo secundário do carbono
A velocidade com que os ciclos de fotossíntese e respiração ocorrem pode ser considerada alta, principalmente
quando a comparamos com a velocidade de um ciclo secundário do carbono: o processo geológico de formação
das reservas de combustíveis fósseis.
Tais reservatórios foram formados ao longo de milhares de anos, a partir de matéria orgânica proveniente de
plantas e animais mortos.
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Quando interagia com processos geomorfológicos, essa matéria orgânica ficava sob grande pressão e
temperatura, transformando-se quimicamente e estocando-se no subsolo da crosta terrestre.
Veja abaixo a representação do ciclo do carbono e do oxigênio
Disponível em: http://www.photographia.com.br/gerais.htm. Acesso em: 29 jan. 2012
10 O Ciclo do Nitrogênio
O ciclo do nitrogênio é o mais complexo dos ciclos biogeoquímicos. É difícil avaliar as quantidades de nitrogênio
presentes nos diversos compartimentos da biosfera, com exceção da atmosfera e dos compostos nitrogenados de
origem industrial.
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Tais compostos são de 4 a 5 vezes mais abundantes do que aqueles provenientes da fixação biológica do
nitrogênio atmosférico: a reserva essencial da biosfera.
Entretanto, o nitrogênio só pode ser utilizado nessa forma por raros organismos, como bactérias e
cianobactérias.
As bactérias capazes de fixar o nitrogênio atmosférico são as aeróbias (como a ) ou anaeróbias (comoazotobacter
a ).clostridium
Algumas são capazes de realizar a fotossíntese (como a ) ou vivem em simbiose com asrhodospirittum
leguminosas.
Na atmosfera, o nitrogênio encontra-se, em sua maior parte, na forma molecular (N2). Cerca de 78% do volume
do ar seco é constituído de nitrogênio.
Ao longo de milhões, talvez bilhões de anos, estabeleceu-se um equilíbrio dinâmico entre o nitrogênio da
atmosfera (hidrosfera - geosfera biosfera), constituindo o ciclo biogeoquímico do elemento nitrogênio em suas
diferentes formas.
PROCESSO DE AMONIFICAÇÃO NO CICLO DO NITROGÊNIO
O processo de amonificação dá continuidade ao ciclo biogeoquímico do nitrogênio.
Nesse processo, bactérias usam a matéria orgânica proveniente de dejetos e organismos mortos como alimento,
mineralizando o nitrogênio e produzindo gás amônia (NH3) e sais de amônio (NH4+).
Esses últimos são convertidos em nitritos (NO2-) e, depois, em nitratos (NO3-) por bactérias
quimiossintetizantes. A referida transição da fase de nitrito para a fase de nitrato é chamada de nitrificação e
ocorre aerobiamente pelas nitrobactérias.
Em seguida, o ciclo biogeoquímico prepara-se para sua última fase, com o retorno para o estado gasoso.
Nesse momento, ocorre a desnitrificação do nitrato pela atividade das bactérias pseudômonas, que, nas
condições anaeróbias de alguns tipos de solos, formam o N2. Esse, por fim, é liberado para a atmosfera.
11 O Ciclo da Água
O ciclo hidrolégico ou ciclo da agua distingue-se de outros ciclos por duas características importantes: a
molécula de água não sofre transformações e os seres vivos quase não o influenciam.
Sendo assim, a água distribui-se de forma desigual na superfície da Terra, e as necessidades são crescentes.
A água é constituída por dois elementos: H e O. Por isso, trata-se de uma substância composta. Nesse sentido, a
agua pode fazer parte da descrição do ciclo do hidrogênio, bem como do ciclo do oxigênio.
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Na atmosfera, a maior parte da água origina-se do próprio ciclo hidrológico. Em outras palavras, a energia solar
evapora a água da superfície dos corpos d’água ou, mediante a evapotranspiração, a biota libera o vapor d’água
para a atmosfera.
A água difunde-se na atmosfera pela troposfera, por meio das correntes de ar e dos ventos.
Além das transformações físicas (que conduzem as demais etapas do ciclo hidrológico), essa água da troposfera
pode sofrer transformações fotoquímicas e químicas.
A água também atua como um regulador de diversos processos ambientais, como o controle térmico da
atmosfera e de sistemas aquáticos e o controle de pH e salinidade. Além disso, a água mostra-se como um
componente vital para a manutenção da vida. Sendo assim, mudanças no estado de equilíbrio desse ciclo podem
representar condições ambientais menos apropriadas para esse fim. As mudanças mais importantes que
observamos nos ambientes e que influenciam no ciclo hidrológico são as ações de desmatamento e a
impermeabilização do solo - condições que causam muitas perdas econômicas, ambientais e humanas.
12 Veja agora um resumo do ciclo da água
Veja, agora, um resumo do ciclo da água, a partir da apresentação de seus processos físico-químicos:
Detenção
parte da água da chuva que fica retida no solo e na vegetação, evaporando ou infiltrando em seguida.
Escoamento superficial
água que escoa pelo solo até chegar a um corpo de água; nesse percurso, a água também sofre evaporação e
infiltração.
Infiltração
água que penetra no solo e que serve tanto para alimentar reservatórios subterrâneos quanto para a vegetação.
Escoamento subterrâneo
água que escoa mais lentamente pelo solo, alimentando rios e lagos, principalmente durante épocas mais secas.
Evapotranspiração
os vegetais utilizam a água presente no solo e a eliminam sob a forma de vapor d’água.
Evaporação
processo de transformação da água em vapor, que pode ocorrer em qualquer fase do ciclo.
Precipitação
água que cai diretamente no solo ou em um corpo de água sob a forma de chuva, neve ou gelo.
Veja abaixo uma representação do ciclo hidrológico:
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13 Consequências das Atividades Humanas
Além de modificar os grandes ciclos biogeoquímicos naturais que acabamos de ver e, consequentemente, a
própria atmosfera, as atividades humanas aumentam a circulação de elementos (como o chumbo) e criam ciclos
de substâncias sintéticas (como o DDT).
Essas mudanças são suficientemente grandes para causar sérios problemas ambientais!
No entanto, resultados de experimentos mostram que, se as alterações não forem muito grandes e se suas causas
forem reduzidas ou eliminadas, os ecossistemas serão capazes de se recuperar de muitas perturbações. (PURVES
et al., 2005)
Por isso, devemos controlar nossas manipulações quanto aos ciclosbiogeoquímicos!
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Dessa forma, permitiremos que os ecossistemas continuem a fornecer os bens e serviços dos quais a
humanidade depende!
Esse é um dos principais desafios que a sociedade moderna, ou melhor, que nds mesmos devemos enfrentar!
O que vem na próxima aula
Na próxima aula, você estudará sobre os assuntos seguintes:
• Inversão térmica;
• Poluição atmosférica;
• Principais Poluentes.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Conheceu as principais características da atmosfera;
• Identificou a composição química da atmosfera;
• Compreendeu os ciclos biogeoquímicos dos principais componentes da atmosfera.
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